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JP2003311589A - Method of machining fine shapes and device of the same - Google Patents

Method of machining fine shapes and device of the same

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Publication number
JP2003311589A
JP2003311589A JP2002123613A JP2002123613A JP2003311589A JP 2003311589 A JP2003311589 A JP 2003311589A JP 2002123613 A JP2002123613 A JP 2002123613A JP 2002123613 A JP2002123613 A JP 2002123613A JP 2003311589 A JP2003311589 A JP 2003311589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
machining
head
drive mechanism
moving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002123613A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takenao Yoshikawa
武尚 吉川
Yukio Maeda
幸雄 前田
Masato Taya
昌人 田谷
Tomohisa Ota
共久 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2002123613A priority Critical patent/JP2003311589A/en
Publication of JP2003311589A publication Critical patent/JP2003311589A/en
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  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machining device capable of precisely machining a mold having fine shapes and provide a method of machining. <P>SOLUTION: The machining device is provided with a machining table which holds an object to be machined and smoothly moves the object to be machined in a horizontal direction, a machining head which is located above the machining table, holds a machining tool for machining the object to be machined and can position a relative position between the object to be machined and the machining tool by moving the machining tool in a vertical direction and a displacement measurement detection device which measures a distance between the machining head and the machining table, and at the time of machining, the displacement measurement detection device measures a relative distance between the machining head and the machining table, whose measurement is reflected to a positioning command value to the machining head to perform machining. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は微細形状を金型に形
成するための加工方法および加工装置に係り、特に、サ
ブミクロンオーダーの微細形状を金型からの転写成形に
より微細プリズム形状、マイクロレンアレイ形状などを
有する成形品を得るための転写原型となる金型の加工方
法と加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for forming a fine shape on a mold, and more particularly to a micro prism shape and a microlens shape obtained by transfer molding of a submicron order fine shape from the mold. The present invention relates to a method and an apparatus for processing a metal mold that is a transfer master for obtaining a molded product having an array shape or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】サブミクロンオーダーの微細形状を得る
手法として、その反転形状を金型加工により得て、その
金型を母型として転写成形し所望の形状を得ることがで
きる。この際微細形状の形状精度は母型である金型の精
度に左右され、精度の良い成形品を得るためには高精度
の金型加工が必要となる。ここで、微細な金型加工を行
う方法としては、NC制御方式の超精密加工機を用いて
切削加工する方法がある。これは水平方向にピッチン
グ、ヨーイング誤差量のきわめて少ない高精度に移動可
能なX―Yテーブルと、X―Yテーブルに対して垂直方
向に移動可能なZ方向駆動軸を備えた加工装置である。
Z方向駆動軸には加工用の工具を取り付けるための加工
ヘッドが取り付けられる。
2. Description of the Related Art As a method for obtaining a submicron-order fine shape, the reverse shape can be obtained by die processing, and the desired shape can be obtained by transfer molding using the die as a mother die. At this time, the precision of the fine shape depends on the precision of the mold, which is the mother mold, and high-precision mold processing is required to obtain a highly accurate molded product. Here, as a method of performing fine die processing, there is a method of cutting using an NC control type ultra-precision processing machine. This is a processing apparatus provided with an XY table that can be moved with high accuracy and with little pitching and yawing error in the horizontal direction, and a Z-direction drive shaft that can be moved in the vertical direction with respect to the XY table.
A machining head for attaching a machining tool is attached to the Z-direction drive shaft.

【0003】前記加工装置にて、例えば、図3に示すよ
うな微細なプリズム形状を得る場合には、加工ヘッドに
所望のプリズム形状に応じた切削工具を取り付け、X―
Yテーブルに被加工物である金型を取り付ける。プリズ
ム形状に対して、切削方向(例えば、X方向)、ピッチ
割り出し方向(例えばY方向のピッチ)を設定し、X―
Yテーブルのいずれかの移動軸に対して金型を取り付け
る。そして、加工ヘッドの移動により切削工具と金型と
の位置関係を制御し、即ち、切削の深さに応じた位置関
係になるように両者の間隔を制御し、プリズム形状に応
じた切込み量を設定し加工を行う。プリズム形状に基づ
き、X―Yテーブルの移動と加工ヘッドの移動とを制御
するためのNCプログラムを作成し金型への連続溝切削
加工を行うことにより所望のプリズム形状を得ることが
できる。
When a fine prism shape as shown in FIG. 3 is obtained in the processing apparatus, for example, a cutting tool suitable for the desired prism shape is attached to the processing head, and X-
Attach the mold, which is the work piece, to the Y table. For the prism shape, a cutting direction (for example, X direction) and a pitch indexing direction (for example, Y direction pitch) are set, and X-
Attach the mold to one of the moving axes of the Y table. Then, the positional relationship between the cutting tool and the mold is controlled by moving the machining head, that is, the distance between the two is controlled so that the positional relationship is in accordance with the cutting depth, and the cutting amount according to the prism shape is controlled. Set and process. A desired prism shape can be obtained by creating an NC program for controlling the movement of the XY table and the movement of the processing head based on the prism shape and performing continuous groove cutting on the die.

【0004】この場合、NCプログラムによる金型と切
削工具の相対的な移動は以下に記す動作を行う。図5
(a)に示すように、まず切削工具と金型とが十分離れ
た状態で切削方向に対し金型の加工範囲外に工具を位置
させる。プリズム形状に対応したピッチ割り出しを行い
溝切削位置に工具を位置させる。続いて図5(b)に示
すように、所定の形状に応じた切込み量を与えることが
出きるように、切削工具を金型に対して垂直方向に移動
する。この切込み量については、プリズム形状の深さが
小さい場合には1回の切込み量で設定するが、大きい場
合には所定量の切込みを同じピッチ割り出し位置で複数
回行うこととなる。所定量の切込み量を与えるために、
切削工具の垂直方向への移動を加工ヘッドにて行った
後、図5(c)に示すようにX―Yテーブルを移動して金
型の表面を切削工具にて削り取り溝切削を行う。1パス
(1条)の溝切削を終了した後、図5(d)に示すよう
に加工ヘッドの移動により工具を切削前の位置に戻し、
さらにX―Yテーブルの移動にて水平方向も切削前の位
置に戻す。続いて、切削方向とは直角方向にX―Yテー
ブルを移動して、ピッチ割り出しを行い次の溝切削位置
決めを行う。以降、上記の動作を繰り返し行うことによ
って、所望のプリズム形状の金型を得ることが可能とな
る。
In this case, the relative movement of the die and the cutting tool according to the NC program is performed as follows. Figure 5
As shown in (a), first, the tool is positioned outside the working range of the mold with respect to the cutting direction with the cutting tool and the mold sufficiently separated from each other. The pitch is indexed according to the prism shape and the tool is positioned at the groove cutting position. Subsequently, as shown in FIG. 5B, the cutting tool is moved in the vertical direction with respect to the mold so that a cutting amount corresponding to a predetermined shape can be given. This depth of cut is set by one depth of cut when the depth of the prism shape is small, but when the depth of the prism shape is large, a predetermined amount of depth of cut is performed multiple times at the same pitch indexing position. In order to give a predetermined amount of cut,
After the cutting head is moved in the vertical direction by the processing head, the XY table is moved as shown in FIG. 5C, and the surface of the mold is cut by the cutting tool. After finishing the groove cutting for one pass (one row), the tool is returned to the position before cutting by moving the machining head as shown in FIG.
Further, by moving the XY table, the horizontal direction is returned to the position before cutting. Then, the XY table is moved in the direction perpendicular to the cutting direction to perform pitch indexing and perform the next groove cutting positioning. After that, by repeating the above operation, it is possible to obtain a desired prism-shaped mold.

【0005】また、特開平5−57520号公報には、
加工ヘッドと被加工材を設置した移動テーブルとの距離
を変位センサにて測定し、切込み深さ変位をフィードバ
ック制御して微細溝の加工を行う加工方法と加工装置が
示されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-57520,
A processing method and a processing apparatus for measuring a distance between a processing head and a moving table on which a workpiece is installed by a displacement sensor and performing feedback control of a cutting depth displacement to process a fine groove are disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来方式においては、
高精度の微細形状を得ることができる形状が限られてお
り、特にプリズム形状のピッチが微小で加工が長時間に
およぶ場合には、加工装置の設置されている温度環境要
因にて装置に微小な伸び縮みが生じ、その結果、加工ヘ
ッドとX―Yテーブルとの相対位置が変化し、切削工具
が金型に対して設定値より大きく食い込みすぎる、また
は設定値より不足した切込み量となるといった加工精度
の低下が発生する問題がある。また、切削加工時のX―
Yテーブルの動きによっても駆動源であるモータの発
熱、駆動機構部の摺動抵抗による発熱の影響によって、
加工テーブルを中心とした熱膨張の発生により、加工ヘ
ッドとX―Yテーブルの相対位置が変化し、その結果、
加工精度が低下するという問題がある。特に、切削速度
を高めた場合には、X―Yテーブルとそのテーブルを支
えるものとの間の摩擦熱、モータの熱が高くなるため
に、熱の影響が顕著になる。
In the conventional method,
There are limited shapes that can obtain high-precision fine shapes. Especially when the prism shape has a small pitch and machining takes a long time, the temperature environment factor of the machining equipment causes As a result, the relative position between the machining head and the XY table changes, and the cutting tool bites into the mold more than the set value, or the cutting amount becomes insufficient than the set value. There is a problem that the processing accuracy is reduced. Also, when cutting X-
Due to the heat generated by the motor that is the drive source due to the movement of the Y table and the heat generated by the sliding resistance of the drive mechanism,
Due to the occurrence of thermal expansion centering on the processing table, the relative position between the processing head and the XY table changes, and as a result,
There is a problem that the processing accuracy is reduced. In particular, when the cutting speed is increased, the frictional heat between the XY table and the one supporting the XY table and the heat of the motor become high, so that the influence of heat becomes remarkable.

【0007】図9は運転時間に対する加工テーブルと加
工ヘッドとの相対距離変化量を示す特性図であり、横軸
に運転時間を、縦軸に加工テーブルと加工ヘッドの相対
距離量を示す。図より明らかなように、当初、運転時間
が大きくなるにつれ距離変化量が大きくなるが、変化量
がある程度大きくなると増加が止まり、あとはわずかな
量の増減を繰り返しながら、次第に減少していくといっ
た変化がみられた。この変化はテーブルの送り速度や移
動量などによって変化することが確認できている。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relative distance change amount between the machining table and the machining head with respect to the operation time. The horizontal axis represents the operation time and the vertical axis represents the relative distance amount between the machining table and the machining head. As is clear from the figure, initially, the distance change amount increases as the operating time increases, but it stops increasing when the change amount increases to a certain degree, and then gradually decreases while repeating slight increase and decrease. There was a change. It has been confirmed that this change changes depending on the table feed rate and the movement amount.

【0008】これらの結果、例えば、プリズム形状が、
図4に示すように三角溝形状と平坦部分とが混在してい
る形状の場合には、上記相対距離の減少により切込み量
の深さが変化し、切込み量が増大した場合には平坦部分
の寸法が少なくなる不良が、また切込み量が低下した場
合には平坦部分の寸法が大きくなるといった不良が発生
し、金型が加工不良となってしまう問題があった。
As a result of these, for example, the prism shape is
As shown in FIG. 4, in the case where the triangular groove shape and the flat portion are mixed, the depth of the cut amount changes due to the decrease in the relative distance, and when the cut amount increases, the flat portion There is a problem that the size becomes small, and when the depth of cut is reduced, the size of the flat part becomes large, resulting in defective machining of the die.

【0009】また、特開平5−57520号公報の手法
では、専用の加工装置と変位センサとリファレンス治具
の設置に高精度な段取り作業が必要となり、様々な外形
寸法・高さ寸法を有する金型切削加工において、その都
度高精度な段取り作業を伴うといった課題がある。ま
た、特開平5−57520号公報の手法では、専用の加
工装置と変位センサとリファレンス治具の設置に高精度
な段取り作業が必要となり、様々な外形寸法・高さ寸法
を有する金型切削加工において、その都度高精度な段取
り作業を伴うといった課題がある。また、切削加工時に
は、工具と型表面とに霧状に切削油を吹き付けるミスト噴
霧を実施する必要がある。このミスト噴霧による影響がセ
ンサ部分での外乱を引き起こす課題がある。
Further, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-57520 requires highly precise setup work for installing a dedicated processing device, a displacement sensor, and a reference jig, and requires a metal having various outer dimensions and height dimensions. In the die cutting process, there is a problem that a highly accurate setup work is required each time. Further, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-57520, highly precise setup work is required to install a dedicated processing device, a displacement sensor, and a reference jig, and a die cutting process having various outer dimensions and height dimensions is required. However, there is a problem that a highly accurate setup work is required each time. Further, at the time of cutting, it is necessary to carry out mist spraying in which the cutting oil is sprayed onto the tool and the mold surface. There is a problem that the influence of this mist spray causes disturbance in the sensor part.

【0010】本発明の目的は、上記従来の欠点を解決
し、加工装置の外部温度変化と加工時の装置X―Yテー
ブル移動に起因した加工ヘッドとX―Yテーブルの相対
位置変化による精度低下を抑止し、高精度な微細形状を
高速でかつ高精度に金型に形成するための加工方法およ
び加工装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks and to reduce the accuracy due to a change in the external temperature of the processing apparatus and a change in the relative position of the processing head and the XY table due to the movement of the apparatus XY table during processing. The present invention is to provide a processing method and a processing apparatus for suppressing a problem and forming a highly accurate fine shape in a die at high speed and with high accuracy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、第1の発明では、加工装置は、被加工物を保持
し水平方向に移動する加工テーブルと、前記加工テーブ
ル上部に配置され、前記被加工物を加工するための加工
工具を保持し、前記加工工具を垂直方向に移動して被加
工物と加工工具との相対位置を位置決め可能な加工ヘッ
ドと、前記加工ヘッドと前記加工テーブルとの距離を測
定する変位計測検出装置と、前記変位計測検出装置によ
って測定された値を反映させて加工ヘッドの位置を制御
することができる制御装置とを具備し、前記加工テーブ
ルを一方向に移動させて一条の加工を行い、前記一方向
とは略直交する方向に前記加工テーブルを移動させて他
の一条の加工を行う場合、前記加工を開始する前に、前
記制御装置によって、前記加工テーブルに対して前記加
工ヘッドの位置決めを行い、前記一条の加工途中では、
前記加工ヘッドの位置を一定に保つ。
In order to achieve the object of the present invention, according to the first aspect of the invention, a processing device is provided with a processing table for holding a workpiece and moving it in a horizontal direction, and a processing table arranged above the processing table. And a machining head that holds a machining tool for machining the workpiece, and moves the machining tool in a vertical direction to position a relative position between the workpiece and the machining tool, the machining head, and the machining head. The processing table includes: a displacement measurement detection device that measures a distance from the processing table; and a control device that can control the position of the processing head by reflecting the value measured by the displacement measurement detection device. In the case of moving one direction to process one line and moving the processing table in a direction substantially orthogonal to the one direction to process another line, the control device is operated by the controller before starting the process. Performs positioning of the processing head with respect to the processing table, in the course processing of the one shall,
The position of the processing head is kept constant.

【0012】第2の発明では、第1の発明において、前
記加工ヘッドは、モータ駆動源による大ストローク移動
用の駆動機構と、圧電素子による微小位置決め駆動機構
とを具備する。
In a second aspect based on the first aspect, the processing head includes a drive mechanism for moving a large stroke by a motor drive source and a fine positioning drive mechanism by a piezoelectric element.

【0013】第3の発明では、加工装置は、被加工物を
保持し水平方向に移動する加工テーブルと、前記加工テ
ーブル上部に配置され、前記被加工物を加工するための
加工工具を保持し、前記加工工具を垂直方向に移動して
被加工物と加工工具との相対位置を位置決め可能であ
り、モータ駆動源による大ストローク移動用の駆動機構
及び圧電素子による微小位置決め用の駆動機構を有する
加工ヘッドと、前記加工ヘッドと前記加工テーブルとの
距離を測定する変位計測検出装置と、前記変位計測検出
装置によって測定された値を反映させる制御装置とを具
備し、前記加工テーブルを一方向に移動させて加工す
る。
According to a third aspect of the present invention, the processing apparatus holds a processing table which holds a workpiece and moves in a horizontal direction, and a processing tool which is arranged above the processing table and which processes the workpiece. , Which can move the machining tool in the vertical direction to position the workpiece and the relative position of the machining tool, and has a drive mechanism for moving a large stroke by a motor drive source and a drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element. A machining head, a displacement measurement detection device that measures a distance between the machining head and the machining table, and a control device that reflects a value measured by the displacement measurement detection device, and the machining table in one direction. Move and process.

【0014】第4の発明では、第3の発明において、前
記制御装置は、大ストローク移動用の駆動機構を制御す
るための第1の制御装置と、圧電素子による微小位置決
め用の駆動機構を制御するための第2の制御装置を備え
る。
In a fourth aspect based on the third aspect, the control device controls the first control device for controlling a drive mechanism for moving a large stroke and the drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element. A second control device for

【0015】第5の発明では、第1乃至4の何れかの発
明において、前記変位計測検出装置は前記加工ヘッドに
設けられた変位検出器、及び前記加工テーブルに設けら
れたセンサターゲットを備える。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the displacement measurement / detection device includes a displacement detector provided on the machining head and a sensor target provided on the machining table.

【0016】第6の発明では、第5の発明において、前
記センサターゲットは前記被加工物の加工方向とは直交
する方向の幅近傍の長さから前記検出器が前記センサタ
ーゲットを計測することができる長さである。
In a sixth aspect based on the fifth aspect, the sensor target may measure the sensor target from a length in the vicinity of the width of the sensor target in a direction orthogonal to the processing direction of the workpiece. The length is possible.

【0017】第7の発明では、加工方法は、被加工物を
加工テーブルに保持するステップと、前記加工テーブル
上部に配置され、前記被加工物を加工するための加工工
具を加工ヘッドに保持するステップと、前記加工ヘッド
と前記加工テーブルとの距離を測定するステップと、前
記加工テーブルを一方向に移動させて一条の加工を行
い、前記一方向と略直交する方向に前記加工テーブルを
移動させて他の一条の加工を行う加工ステップと、前記
加工を開始する前に、前記距離を測定するステップによ
って得られた制御値を反映させて前記加工ヘッドを位置
決めするステップと、前記加工テーブルに対して前記加
工ヘッドの位置決めを行って一条の加工を行い、一条の
加工途中では、前記加工ヘッドの位置を一定に保つステ
ップとを備える。
In a seventh aspect of the present invention, a machining method includes a step of holding a workpiece on a machining table, and a machining head arranged on the machining table for machining the workpiece on a machining head. A step, a step of measuring a distance between the processing head and the processing table, a step of moving the processing table in one direction to perform one line of processing, and moving the processing table in a direction substantially orthogonal to the one direction. And a step of positioning the machining head by reflecting the control value obtained by the step of measuring the distance before starting the machining, and Positioning the processing head to perform one-line processing, and during the processing of one line, the position of the processing head is kept constant.

【0018】第8の発明では、第7の発明において、前
記加工ヘッドは大ストローク移動用の駆動機構と、圧電
素子による微小位置決め用の駆動機構を有し、前記距離
を測定するステップで得られた指令値によって、前記圧
電素子による微小位置決め駆動機構を制御するステップ
を備える。
In an eighth aspect based on the seventh aspect, the machining head has a drive mechanism for moving a large stroke and a drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element, and is obtained in the step of measuring the distance. And a step of controlling the minute positioning drive mechanism by the piezoelectric element according to the command value.

【0019】第9の発明では、加工方法は、被加工物を
加工テーブルに保持するステップと、前記加工テーブル
上部に配置され、前記被加工物を加工するための加工工
具を加工ヘッドに保持するステップと、前記加工ヘッド
と前記加工テーブルとの距離を測定するステップと、前
記加工テーブルを一方向に移動させて一条の加工を行
い、前記一方向とは略直交する方向の前記加工テーブル
を移動させて他の一条の加工を行う加工ステップと、前
記一条の加工を開始する前に、モータ駆動源による大ス
トローク移動用の駆動機構及び圧電素子による微小位置
決め用の駆動機構を用いて、前記加工ヘッドの位置決め
をするステップとを備え、前記位置決めステップにおい
て、前記距離測定ステップで得られた指令値で前記微小
位置決め用の駆動機構を制御する。
In a ninth aspect of the present invention, a machining method includes a step of holding a workpiece on a machining table, and a machining head arranged on the machining table for machining the workpiece on a machining head. Step, measuring the distance between the machining head and the machining table, moving the machining table in one direction to perform one-line machining, and moving the machining table in a direction substantially orthogonal to the one direction. And a machining step for performing another machining, and before starting the machining of the one article, using the drive mechanism for moving a large stroke by a motor drive source and the drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element, the machining A step of positioning the head, and in the positioning step, the driving machine for the fine positioning based on the command value obtained in the distance measuring step. To control.

【0020】第10の発明では、第9の発明において、
前記加工テーブルに対して前記加工ヘッドの位置決めを
行って一条の加工を行う際に、一条の加工途中では、前
記加工ヘッドの位置を一定に保つ。
According to a tenth invention, in the ninth invention,
When the processing head is positioned with respect to the processing table to perform one line of processing, the position of the processing head is kept constant during the processing of one line.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例を用い、図面を参照して説明する。図1は本
発明による加工装置の一実施例を示す正面図および側面
図であり、図1(a)図は正面図を、図1(b)図は側
面図を示す。図において、1は加工装置、2は装置フレ
ームである。装置フレーム2には、X―Yテーブル3
と、Z軸移動機構部4が具備されており、NC制御部6
によってそれぞれXYZ方向に移動制御できるように構
成されている。Z軸移動機構部4はボールねじ等を用い
たモータ駆動源によって、大ストローク移動用の駆動機
構を構成しており、Z軸移動機構部4には切削工具7を
固定するための加工ヘッド5を備えている。本加工装置
1はX―Yテーブル3上に被加工物である金型8を固定
し、加工ヘッド5に固定された切削工具7と金型8とを
相対的に移動させることによって、切削工具7で金型8
の表面に微細形状の加工を行う。加工ヘッド5は変位検
出器9を備え、X―Yテーブル3には変位検出ユニット
11のターゲット10が備えられている。変位検出器9
及びターゲット10で加工ヘッド部5とX―Yテーブル
3との相対距離の測定が可能な変位計測検出装置を構成
している。この変位計測検出装置の出力はNC制御部6
に入力される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings using examples. 1A and 1B are a front view and a side view showing an embodiment of a processing apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a side view. In the figure, 1 is a processing device, and 2 is a device frame. The device frame 2 has an XY table 3
And the Z-axis moving mechanism section 4 are provided, and the NC control section 6 is provided.
Are configured so that they can be controlled to move in the XYZ directions respectively. The Z-axis moving mechanism section 4 constitutes a driving mechanism for a large stroke movement by a motor driving source using a ball screw or the like, and the Z-axis moving mechanism section 4 has a machining head 5 for fixing the cutting tool 7. Is equipped with. The machining apparatus 1 fixes a die 8 as a workpiece on the XY table 3 and moves the cutting tool 7 and the die 8 fixed to the machining head 5 relatively to each other. Mold 8 with 7
The fine shape is processed on the surface of. The processing head 5 includes a displacement detector 9, and the XY table 3 includes a target 10 of a displacement detection unit 11. Displacement detector 9
Also, the target 10 constitutes a displacement measurement detection device capable of measuring the relative distance between the machining head 5 and the XY table 3. The output of this displacement measurement detection device is the NC control unit 6
Entered in.

【0022】変位検出器としては、静電容量式変位セン
サ、渦電流式変位センサ、レーザ式変位センサ等の非接
触式変位センサを用いる。加工装置1の構成では金型8
の加工の切削方向送りをX―Yテーブル3のX方向移動
によって行い、ピッチ割り出しをX―Yテーブル3のY
方向移動によって行う。また、Z軸移動機構部4のZ方
向移動によって切込み送りを行う。
As the displacement detector, a non-contact type displacement sensor such as a capacitance type displacement sensor, an eddy current type displacement sensor or a laser type displacement sensor is used. In the configuration of the processing device 1, the mold 8 is used.
The machining direction feed is performed by moving the XY table 3 in the X direction, and pitch indexing is performed on the XY table 3 in the Y direction.
This is done by moving in the direction. Further, the Z-axis movement mechanism unit 4 moves in the Z direction to perform the cut feed.

【0023】図1に示す加工装置1における作用を図3
に示すプリズム形状の金型加工の例を用いて説明する。
図3はプリズム形状の金型の斜視図及び断面図であり、
図3(a)は斜視図を、図3(b)はそのA−A断面図
である。図3に示すプリズム形状は溝部20が複数本並
んだ形状となっている。図4は平坦部を有するプリズム
形状の金型の斜視図及び断面図であり、図4(a)は斜
視図を、図4(b)はそのA−A断面図である。このプ
リズム形状は溝部20の間に平坦部21を持っている。
図3、図4に示すプリズムを作成をするためには、溝部
20を1本づつX方向に工具7を移動させることによっ
て加工を行い、Y方向にピッチ送りを行い、更にX方向
に工具7を移動することを繰り返すことによって所望の
形状を得ることができる。ここで、溝部20の1本を加
工する際の工具7の動作を示したのが図5である。
The operation of the processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is shown in FIG.
This will be described using an example of a prism-shaped mold processing shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view and a sectional view of a prism-shaped mold,
3A is a perspective view, and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA. The prism shape shown in FIG. 3 is a shape in which a plurality of groove portions 20 are arranged. 4A and 4B are a perspective view and a sectional view of a prism-shaped mold having a flat portion, FIG. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a sectional view taken along line AA. This prism shape has a flat portion 21 between the groove portions 20.
In order to manufacture the prism shown in FIGS. 3 and 4, the groove portions 20 are processed one by one by moving the tool 7 in the X direction, pitch feed is performed in the Y direction, and further the tool 7 is moved in the X direction. The desired shape can be obtained by repeating the movement of the. Here, FIG. 5 shows the operation of the tool 7 when processing one of the groove portions 20.

【0024】図5は切削工具の動作を示すための、切削
工具と金型の側面図であり、図5(a)から図5(d)に示
す動作を行うことによって溝部20の加工を行う。まず
図5(a)に示すように工具7を金型8のX方向の端部
よりやや距離を置いた位置に位置決めする。次に図5
(b)に示すように点線で示した金型8の溝部の切込み
深さ部分に切削工具7の先端が位置するようにZ方向の
位置を調整して位置決めを行う。続いて図5(c)に示
すように工具7を金型8に対してX方向に移動させ切削
加工を行う。ここで実際の加工装置では金型8がX方向
に移動して相対的に図5(c)の動作を行う。切削加工
が終わった後、図5(d)に示すように切削工具7をZ方
向に移動し、さらにX方向に移動して図5(a)の位置
に戻す位置決めを行う。図5(b)の動作とY方向の移
動によるピッチ割り出し動作を行うことによって、図3
に示すプリズム形状の加工が可能となる。
FIG. 5 is a side view of the cutting tool and the die for showing the operation of the cutting tool. The groove 20 is processed by performing the operations shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d). . First, as shown in FIG. 5A, the tool 7 is positioned at a position slightly separated from the end of the die 8 in the X direction. Next in FIG.
As shown in (b), the position in the Z direction is adjusted so that the tip of the cutting tool 7 is located at the cutting depth of the groove of the die 8 shown by the dotted line. Subsequently, as shown in FIG. 5C, the tool 7 is moved in the X direction with respect to the die 8 to perform cutting work. Here, in an actual processing apparatus, the die 8 moves in the X direction and relatively performs the operation shown in FIG. After the cutting process is completed, the cutting tool 7 is moved in the Z direction as shown in FIG. 5D, further moved in the X direction, and returned to the position shown in FIG. 5A. By performing the operation of FIG. 5B and the pitch indexing operation by the movement in the Y direction,
The prism shape shown in can be processed.

【0025】ここで、上記の加工を行う際には、図1に
示すX―Yテーブル3のX方向の往復移動により、X方
向の駆動機構部の摺動抵抗により発熱が起こりX―Yテ
ーブル3はZ方向に上昇する現象が発生する。この上昇
量はX―Yテーブル3の往復運動の移動速度が大きいほ
ど、上昇量も大きくなる。X―Yテーブル3が上昇する
ことにより加工ヘッド5との相対距離が小さくなる。こ
の上昇量を加工ヘッド5とX―Yテーブル3とに取り付
けた変位検出器9およびセンサターゲット10にて計測
を行い、工具7の切込み量設定に補正を行うことで、上
昇量が発生する条件下でも高精度な加工が可能となる。
When performing the above-mentioned processing, the XY table 3 shown in FIG. 1 reciprocates in the X direction to generate heat due to the sliding resistance of the drive mechanism in the X direction. In No. 3, the phenomenon of rising in the Z direction occurs. The amount of this increase increases as the reciprocating movement speed of the XY table 3 increases. As the XY table 3 rises, the relative distance to the processing head 5 becomes smaller. The amount of this rise is measured by the displacement detector 9 and the sensor target 10 attached to the machining head 5 and the XY table 3, and the amount of rise is corrected by correcting the cutting amount setting of the tool 7. High-precision processing is possible even underneath.

【0026】補正を行う際には図6に示すステップにて
加工ヘッド5とX―Yテーブル3の相対位置を測定し補
正を行う。図6は図1に示す加工装置の処理動作の一実
施例を示すフローチャートである。まず、ステップ31
で、変位検出器9の下部にセンサターゲット10が位置
するようにX―Yテーブル3の移動を行う。また加工ヘ
ッド5のZ高さ位置を検出器の0点が納まる距離に位置
決めを行う。このZ高さは、以降の加工中では計測する
際に必ず同じ位置に位置決めする。ステップ32で、こ
の位置にて加工ヘッド5とX―Yテーブル3との相対位
置を計測してメモリに入力する。検出器により測定した
値を制御部6の処理部分に取り込み相対位置を算出す
る。ステップ35でこの算出された相対位置に基づいて
工具位置を設定し、ステップ36で工具切込み指令を出
すと、ステップ37で切削工具7をZ軸駆動ユニット4
でZ方向に移動させ、次に、ステップ38で、X―Yテ
ーブル3をX方向に移動させて切削加工を行う。2パス
目以降は、ステップ33で、変位検出ユニットで加工ヘ
ッド7とX―Yテーブル3の相対距離を計測し、ステッ
プ34で、制御部で位置ずれ量を算出する。位置ずれ量
は加工開始で測定したZ高さ位置を基準とし、この高さ
位置からのずれ量を計算する。次に、ステップ35で、
工具位置を設定し、以降前述のステップ36〜38を経
て工具7を用いて切削を行う。
When performing the correction, the relative position between the machining head 5 and the XY table 3 is measured and corrected in the steps shown in FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of the processing operation of the processing apparatus shown in FIG. First, step 31
Then, the XY table 3 is moved so that the sensor target 10 is positioned below the displacement detector 9. Further, the Z height position of the processing head 5 is positioned so that the zero point of the detector can be accommodated. This Z height is always positioned at the same position during measurement during the subsequent processing. In step 32, the relative position between the machining head 5 and the XY table 3 is measured at this position and input to the memory. The value measured by the detector is taken into the processing portion of the control unit 6 to calculate the relative position. In step 35, the tool position is set based on the calculated relative position, and in step 36, a tool cutting command is issued, and in step 37, the cutting tool 7 is moved to the Z-axis drive unit 4
Is moved in the Z direction by, and then, in step 38, the XY table 3 is moved in the X direction for cutting. After the second pass, the relative distance between the processing head 7 and the XY table 3 is measured by the displacement detection unit in step 33, and the positional deviation amount is calculated by the controller in step 34. The displacement amount is calculated based on the Z height position measured at the start of processing as a reference. Then, in step 35,
The tool position is set, and thereafter, the cutting is performed using the tool 7 through the steps 36 to 38 described above.

【0027】以上述べたように、本実施例では、加工ヘ
ッドとX―Yテーブル3間の距離の測定を各パス毎に、
即ち、X方向への切削が終わる毎に行っている。切削中
でも加工ヘッド7とX―Yテーブル3間の相対距離を計
測して制御部にフィードバックすると、振動或いは切削
油噴霧によるノイズが入り込み誤差が生じる。これを避
けるために、本実施例では、各パスにおける切削加工の
前に加工ヘッド7とX―Yテーブル3間の相対距離を計
測し、工具7の位置を設定しているため、振動による誤
差を防ぐことができる。
As described above, in this embodiment, the distance between the machining head and the XY table 3 is measured for each pass.
That is, it is performed every time the cutting in the X direction is completed. Even during cutting, if the relative distance between the processing head 7 and the XY table 3 is measured and fed back to the control unit, noise due to vibration or cutting oil spray is introduced and an error occurs. In order to avoid this, in this embodiment, the relative distance between the machining head 7 and the XY table 3 is measured and the position of the tool 7 is set before cutting in each pass. Can be prevented.

【0028】図7はX―Yテーブル上の金型、センサタ
ーゲット及び切削工具の配置の一実施例を示す斜視図及
び上面図であり、図7(a)は斜視図、図7(b)は上
面図である。図8はX―Yテーブル上の金型、センサタ
ーゲット及び切削工具の配置の他の実施例を示す上面図
である。図7と図8に示す実施例では、センサターゲッ
ト10の長さが異なるだけである。即ち、図8に示すセ
ンサターゲット10の方が短くなっている。センサター
ゲット10はX―Yテーブル3上の一部に設けられてお
り、加工の際に切削工具7と金型8との移動に妨げとな
らないように、X方向の切削移動方向とは反対側の位置
に配置されている。
7A and 7B are a perspective view and a top view showing an embodiment of arrangement of a die, a sensor target and a cutting tool on an XY table, FIG. 7A being a perspective view and FIG. 7B. Is a top view. FIG. 8 is a top view showing another embodiment of the arrangement of the die, the sensor target and the cutting tool on the XY table. The embodiment shown in FIGS. 7 and 8 only differs in the length of the sensor target 10. That is, the sensor target 10 shown in FIG. 8 is shorter. The sensor target 10 is provided on a part of the XY table 3 and is provided on a side opposite to the cutting movement direction in the X direction so as not to hinder the movement of the cutting tool 7 and the mold 8 during processing. It is located in the position.

【0029】7(b)においてはセンサターゲット10の
Y方向の寸法は金型8のY寸法とほぼ同等の大きさにし
ている。これにより金型8のY方向寸法のどの位置にお
いてもセンサターゲット10の位置に変位検出器9をX
方向に位置決めすることで距離の測定が可能となる。
In 7 (b), the dimension of the sensor target 10 in the Y direction is substantially the same as the Y dimension of the mold 8. As a result, the displacement detector 9 is placed at the position of the sensor target 10 at any position in the Y direction of the die 8 in the X direction.
The distance can be measured by positioning in the direction.

【0030】図8に示したのはセンサターゲット10を
変位検出器9が十分測定可能である範囲内で面積を十分
小さくして配置した例を示す。金型8のY寸法が大きく
なった場合には、図7(b)の状態ですべてのY寸法に
対してセンサターゲット10のZ方向高さを精度良く配
置することは難しい。そこで、図8に示すようにセンサ
ターゲット10を小さくし、測定する位置を一点に定
め、計測を行うことによってセンサターゲット10の形
状誤差やX―Yテーブル3へのセンサターゲット10の
設置時の傾き誤差による精度低下の影響を排除した計測
が可能となる。この場合は、計測の際にセンサターゲッ
ト10の上部に変位検出器9が位置するようなステップ
を設け、所定のピッチ送りを行った後加工を行う方式と
なる。
FIG. 8 shows an example in which the sensor target 10 is arranged with a sufficiently small area within a range where the displacement detector 9 can be sufficiently measured. When the Y dimension of the mold 8 becomes large, it is difficult to accurately arrange the height of the sensor target 10 in the Z direction for all the Y dimensions in the state of FIG. 7B. Therefore, as shown in FIG. 8, the sensor target 10 is made small, the measurement position is set to one point, and the measurement is performed to measure the shape error of the sensor target 10 and the inclination when the sensor target 10 is installed on the XY table 3. It is possible to perform the measurement without the influence of the accuracy decrease due to the error. In this case, a step is provided such that the displacement detector 9 is located above the sensor target 10 during measurement, and a predetermined pitch feed is performed and then post-machining is performed.

【0031】図2は本発明による加工装置の他の実施例
を示す正面図である。図の実施例では、加工ヘッド5は
微小駆動機構部12を備えている。微小駆動機構部12
としては、例えば、圧電素子、磁歪素子、で構成するこ
とが考えられる。このように、加工ヘッド5に微小駆動
機構部12を具備することにより切削工具7のZ方向へ
の移動はZ軸駆動機構4による大ストロークZ1の移動
と微小駆動機構部12による微小変位移動Z2の移動が
可能となる。微小駆動機構部12の変位制御はNC制御
部と連動制御可能な微小変位制御部13によって微小変
位移動12を行う。本加工装置構成によれば、市販の超
精密加工装置上でも微小駆動機構部12を具備した加工
ヘッド5を取り付けることにより、変位検出器9とセン
サターゲット10による計測結果を反映した補正加工が
実現できる。図2の構成の場合、X―Yテーブル3の上
昇量に応じた補正量の指令値を微小変位制御部13に指
令する。加工装置1のNC制御部6は微細形状に基づい
た設計データによりNCプログラムを作成する。これに
よりNC制御部6やNCプログラムに特別な処理・機能
を追加することなく高精度な金型加工が可能となる。
FIG. 2 is a front view showing another embodiment of the processing apparatus according to the present invention. In the illustrated embodiment, the processing head 5 is provided with a minute drive mechanism section 12. Micro drive mechanism section 12
For example, a piezoelectric element or a magnetostrictive element may be used. As described above, by providing the machining head 5 with the minute driving mechanism section 12, the movement of the cutting tool 7 in the Z direction is such that the Z-axis driving mechanism 4 moves the large stroke Z1 and the minute driving mechanism section 12 moves the minute displacement Z2. Can be moved. The displacement control of the micro drive mechanism unit 12 is performed by the micro displacement control unit 13 that can be interlocked with the NC control unit to perform the micro displacement movement 12. According to this processing apparatus configuration, even on a commercially available ultra-precision processing apparatus, by mounting the processing head 5 equipped with the minute drive mechanism section 12, correction processing that reflects the measurement results of the displacement detector 9 and the sensor target 10 is realized. it can. In the case of the configuration of FIG. 2, a command value of a correction amount according to the amount of rise of the XY table 3 is commanded to the minute displacement control unit 13. The NC control unit 6 of the processing apparatus 1 creates an NC program based on the design data based on the fine shape. As a result, it is possible to perform highly accurate die machining without adding special processing and functions to the NC control unit 6 and the NC program.

【0032】本発明による加工装置の具体的な実施例に
ついて説明する。図3に示すプリズム状の金型8の連続
溝加工を図2に示す加工装置1を用いて加工する場合、
図5に示す方法により金型加工を実施している。この場
合、X方向の金型寸法は100mm、Y方向の金型寸法
は70mmである。Y方向のピッチ割り出し寸法は1ミ
クロンである。金型8の材質はステンレス系の鋼材の上
面に銅メッキを行ったもので、メッキ部分をV字型のダ
イヤモンドバイトにて切削することにより溝加工を行っ
た。補正加工を行わない場合には、加工開始からY方向
の寸法が約20mmの範囲でX―Yテーブルの上昇量が
約8ミクロンと大きくなり所望の加工を行うことができ
なかった。そこで、本発明による加工方法を実施した。
変位検出器9による補正は1溝を加工するごとに図6で
説明した補正処理を行い、Y方向寸法70mmの溝加工を
実施することができた。金型を計測した結果、Y方向寸
法70mmにおいて加工深さが0.1ミクロン以内で加工
できていることを確認した。
A specific embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described. When the continuous groove processing of the prism-shaped die 8 shown in FIG. 3 is performed by using the processing apparatus 1 shown in FIG.
Mold processing is performed by the method shown in FIG. In this case, the die size in the X direction is 100 mm, and the die size in the Y direction is 70 mm. The pitch indexing dimension in the Y direction is 1 micron. The mold 8 was made of stainless steel having an upper surface plated with copper, and the plated portion was cut with a V-shaped diamond cutting tool to form a groove. When the correction processing was not carried out, the amount of rise of the XY table was as large as about 8 microns within the range of the size in the Y direction of about 20 mm from the start of the processing, and the desired processing could not be performed. Therefore, the processing method according to the present invention was carried out.
For the correction by the displacement detector 9, the correction process described in FIG. 6 was performed every time one groove was processed, and it was possible to perform the groove processing with the dimension of 70 mm in the Y direction. As a result of measuring the mold, it was confirmed that the processing depth was within 0.1 micron when the dimension in the Y direction was 70 mm.

【0033】以上述べたように、本発明による加工装置
および加工方法を用いることによって、微細形状の高精
度な金型加工が実現できる。また、溝加工前の平坦部の
基準面加工を行う際にも本発明による加工方法を適用す
ることで、さらに精度の高い金型が得られる。
As described above, by using the processing apparatus and the processing method according to the present invention, it is possible to realize highly accurate die processing of a fine shape. Further, by applying the processing method according to the present invention also when performing the reference surface processing of the flat portion before the groove processing, a mold with higher accuracy can be obtained.

【0034】なお、本実施例は溝加工時の切削加工につ
いて示したが、加工ヘッドに切削工具でなく、成形加工
を行う圧子等を取り付け、金型8に対して圧子を押圧し
微細な凹凸形状をえる圧痕加工を行う際にも本発明方法
は有効である。圧痕加工を行うさいにも、本加工方式に
よる基準平面加工と圧痕加工時の工具のZ方向移動量に
補正を行うことで、高精度な微細形状を金型表面に得る
ことが可能である。
In this embodiment, the cutting process at the time of grooving is shown. However, not the cutting tool but the indenter for performing the forming process is attached to the machining head, and the indenter is pressed against the die 8 to form fine unevenness. The method of the present invention is also effective when performing indentation processing to obtain a shape. When performing indentation processing, it is possible to obtain a highly precise fine shape on the surface of the die by correcting the reference plane processing by this processing method and the amount of movement of the tool in the Z direction during indentation processing.

【0035】また、加工装置構成は図1に示すX―Yテ
ーブルとZ軸移動機構部を有する装置を例に示したが、
本発明法はこれに限定するものではなく、相対的に工具
と金型とを移動して加工を行う装置構成ならば良い。
Further, the processing apparatus has been shown by taking the apparatus having the XY table and the Z-axis moving mechanism section shown in FIG. 1 as an example.
The method of the present invention is not limited to this, and may be any device configuration in which the tool and the mold are relatively moved to perform processing.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、微
細形状を有する高精度な金型加工が可能となり、その転
写成形品においても設計形状に忠実な精度の高い製品を
得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform a highly accurate die machining having a fine shape, and it is possible to obtain a highly accurate product which is faithful to the design shape even in the transfer molding product. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による加工装置の一実施例を示す正面図
および側面図である。
FIG. 1 is a front view and a side view showing an embodiment of a processing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明による加工装置の他の実施例を示す正面
図である。
FIG. 2 is a front view showing another embodiment of the processing apparatus according to the present invention.

【図3】プリズム形状の金型の斜視図及び断面図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view and a cross-sectional view of a prism-shaped mold.

【図4】平坦部を有するプリズム形状の金型の斜視図及
び断面図である。
FIG. 4 is a perspective view and a cross-sectional view of a prism-shaped mold having a flat portion.

【図5】切削工具の動作を示すための、切削工具と金型
の側面図である。
FIG. 5 is a side view of the cutting tool and the mold for showing the operation of the cutting tool.

【図6】図1に示す加工装置の処理動作の一実施例を示
すフローチャートである。
6 is a flow chart showing an example of a processing operation of the processing apparatus shown in FIG.

【図7】X―Yテーブル上の金型、センサターゲット及
び切削工具の配置の一実施例を示す斜視図及び上面図で
ある。
7A and 7B are a perspective view and a top view showing an embodiment of arrangement of a die, a sensor target, and a cutting tool on an XY table.

【図8】X―Yテーブル上の金型、センサターゲット及
び切削工具の配置の他の実施例を示す上面図である。
FIG. 8 is a top view showing another embodiment of arrangement of a die, a sensor target and a cutting tool on an XY table.

【図9】運転時間に対する加工テーブルと加工ヘッドと
の相対距離変化量を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing an amount of change in relative distance between a processing table and a processing head with respect to operating time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加工装置、2…装置フレーム、3…X―Yテーブ
ル、4…Z軸駆動機構、5…加工ヘッド、6…NC制御
部、7…切削工具、8…金型、9…変位検出器、10…
センサターゲット、11…変異検出ユニット、12…圧
電素子、13…微小変位制御部、20…溝部、21…平
坦部。
1 ... Machining device, 2 ... Device frame, 3 ... XY table, 4 ... Z-axis drive mechanism, 5 ... Machining head, 6 ... NC control unit, 7 ... Cutting tool, 8 ... Mold, 9 ... Displacement detector 10, ...
Sensor target, 11 ... Mutation detection unit, 12 ... Piezoelectric element, 13 ... Micro displacement control section, 20 ... Groove section, 21 ... Flat section.

フロントページの続き (72)発明者 前田 幸雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 田谷 昌人 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 日立 化成工業株式会社内 (72)発明者 太田 共久 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 日立 化成工業株式会社内 Fターム(参考) 3C001 KA02 KB01 TA03 TB03 3C029 EE02 Continued front page    (72) Inventor Yukio Maeda             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory (72) Inventor Masato Taya             Hitachi 1-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo             Kasei Industry Co., Ltd. (72) Kyohisa Ota             Hitachi 1-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo             Kasei Industry Co., Ltd. F term (reference) 3C001 KA02 KB01 TA03 TB03                 3C029 EE02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被加工物を保持し水平方向に移動する加工
テーブルと、前記加工テーブル上部に配置され、前記被
加工物を加工するための加工工具を保持し、前記加工工
具を垂直方向に移動して被加工物と加工工具との相対位
置を位置決め可能な加工ヘッドと、前記加工ヘッドと前
記加工テーブルとの距離を測定する変位計測検出装置
と、前記変位計測検出装置によって測定された値を反映
させて加工ヘッドの位置を制御することができる制御装
置とを具備し、前記加工テーブルを一方向に移動させて
一条の加工を行い、前記一方向とは略直交する方向に前
記加工テーブルを移動させて他の一条の加工を行う場
合、前記加工を開始する前に、前記制御装置によって、
前記加工テーブルに対して前記加工ヘッドの位置決めを
行い、前記一条の加工途中では、前記加工ヘッドの位置
を一定に保つことを特徴とする加工装置。
1. A machining table which holds a workpiece and moves in the horizontal direction, and a machining tool which is arranged on the upper part of the machining table and which is used for machining the workpiece, and which vertically moves the machining tool. A machining head that can be moved to position the relative position between the workpiece and the machining tool, a displacement measurement detection device that measures the distance between the machining head and the machining table, and a value measured by the displacement measurement detection device. And a control device capable of controlling the position of the processing head by moving the processing table, moving the processing table in one direction to perform one-line processing, and the processing table in a direction substantially orthogonal to the one direction. When performing the processing of another strip by moving the, before starting the processing, by the control device,
A processing apparatus, wherein the processing head is positioned with respect to the processing table, and the position of the processing head is kept constant during the processing of the one line.
【請求項2】請求項1に記載の加工装置において、前記
加工ヘッドは、モータ駆動源による大ストローク移動用
の駆動機構と、圧電素子による微小位置決め駆動機構と
を具備することを特徴とする加工装置。
2. The machining apparatus according to claim 1, wherein the machining head includes a drive mechanism for moving a large stroke by a motor drive source and a fine positioning drive mechanism by a piezoelectric element. apparatus.
【請求項3】被加工物を保持し水平方向に移動する加工
テーブルと、前記加工テーブル上部に配置され、前記被
加工物を加工するための加工工具を保持し、前記加工工
具を垂直方向に移動して被加工物と加工工具との相対位
置を位置決め可能であり、モータ駆動源による大ストロ
ーク移動用の駆動機構及び圧電素子による微小位置決め
用の駆動機構を有する加工ヘッドと、前記加工ヘッドと
前記加工テーブルとの距離を測定する変位計測検出装置
と、前記変位計測検出装置によって測定された値を反映
させる制御装置とを具備し、前記加工テーブルを一方向
に移動させて加工することを特徴とする加工装置。
3. A machining table which holds a workpiece and moves in a horizontal direction, and a machining tool which is arranged on the upper part of the machining table and which is used for machining the workpiece, and which vertically moves the machining tool. A machining head that can be moved to position relative positions of a workpiece and a machining tool, and has a drive mechanism for moving a large stroke by a motor drive source and a drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element, and the machining head. It is provided with a displacement measurement detection device that measures a distance from the processing table, and a control device that reflects the value measured by the displacement measurement detection device, and moves the processing table in one direction for processing. And processing equipment.
【請求項4】請求項3記載の加工装置において、前記制
御装置は、大ストローク移動用の駆動機構を制御するた
めの第1の制御装置と、圧電素子による微小位置決め用
の駆動機構を制御するための第2の制御装置を備えるこ
とを特徴とする加工装置。
4. The machining apparatus according to claim 3, wherein the control device controls a first control device for controlling a drive mechanism for moving a large stroke and a drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element. A processing device comprising a second control device for
【請求項5】請求項1乃至4の何れかに記載の加工装置
において、前記変位計測検出装置は前記加工ヘッドに設
けられた変位検出器、及び前記加工テーブルに設けられ
たセンサターゲットを備えることを特徴とする加工装
置。
5. The processing apparatus according to claim 1, wherein the displacement measurement detection device includes a displacement detector provided on the processing head and a sensor target provided on the processing table. Processing equipment characterized by.
【請求項6】請求項5記載の加工装置において、前記セ
ンサターゲットは前記被加工物の加工方向とは直交する
方向の幅近傍の長さから前記検出器が前記センサターゲ
ットを計測することができる長さであることを特徴とす
る加工装置。
6. The processing apparatus according to claim 5, wherein the sensor target can measure the sensor target from the length in the vicinity of the width of the sensor target in the direction orthogonal to the processing direction of the workpiece. A processing device characterized by a length.
【請求項7】被加工物を加工テーブルに保持するステッ
プと、前記加工テーブル上部に配置され、前記被加工物
を加工するための加工工具を加工ヘッドに保持するステ
ップと、前記加工ヘッドと前記加工テーブルとの距離を
測定するステップと、前記加工テーブルを一方向に移動
させて一条の加工を行い、前記一方向と略直交する方向
に前記加工テーブルを移動させて他の一条の加工を行う
加工ステップと、前記加工を開始する前に、前記距離を
測定するステップによって得られた制御値を反映させて
前記加工ヘッドを位置決めするステップと、前記加工テ
ーブルに対して前記加工ヘッドの位置決めを行って一条
の加工を行い、一条の加工途中では、前記加工ヘッドの
位置を一定に保つステップとを備えることを特徴とする
加工方法。
7. A step of holding a work piece on a working table; a step of holding a working tool, which is arranged above the working table, for working the work piece on a working head; Measuring the distance from the processing table, moving the processing table in one direction to perform one-line processing, and moving the processing table in a direction substantially orthogonal to the one direction to perform another one-line processing. Machining step, positioning the machining head by reflecting the control value obtained by the step of measuring the distance before starting the machining, and positioning the machining head with respect to the machining table. Processing one line, and maintaining the position of the processing head constant during the processing of one line.
【請求項8】請求項7に記載の加工方法において、前記
加工ヘッドは大ストローク移動用の駆動機構と、圧電素
子による微小位置決め用の駆動機構を有し、前記距離を
測定するステップで得られた指令値によって、前記圧電
素子による微小位置決め駆動機構を制御するステップを
備えることを特徴とする加工方法。
8. The machining method according to claim 7, wherein the machining head has a drive mechanism for moving a large stroke and a drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element, and is obtained in the step of measuring the distance. And a step of controlling the minute positioning drive mechanism by the piezoelectric element according to the command value.
【請求項9】被加工物を加工テーブルに保持するステッ
プと、前記加工テーブル上部に配置され、前記被加工物
を加工するための加工工具を加工ヘッドに保持するステ
ップと、前記加工ヘッドと前記加工テーブルとの距離を
測定するステップと、前記加工テーブルを一方向に移動
させて一条の加工を行い、前記一方向とは略直交する方
向の前記加工テーブルを移動させて他の一条の加工を行
う加工ステップと、前記一条の加工を開始する前に、モ
ータ駆動源による大ストローク移動用の駆動機構及び圧
電素子による微小位置決め用の駆動機構を用いて、前記
加工ヘッドの位置決めをするステップとを備え、前記位
置決めステップにおいて、前記距離測定ステップで得ら
れた指令値で前記微小位置決め用の駆動機構を制御する
ことを特徴とする加工方法。
9. A step of holding a work piece on a working table; a step of holding a working tool, which is arranged on the upper part of the working table, for working the work piece on a working head; The step of measuring the distance to the processing table, the processing table is moved in one direction to perform one-row processing, and the processing table in a direction substantially orthogonal to the one direction is moved to perform another one-way processing. And a step of positioning the processing head by using a drive mechanism for moving a large stroke by a motor drive source and a drive mechanism for minute positioning by a piezoelectric element before starting the one-row processing. In the positioning step, the drive mechanism for minute positioning is controlled by the command value obtained in the distance measuring step. Engineering method.
【請求項10】請求項9記載の加工方法において、前記
加工テーブルに対して前記加工ヘッドの位置決めを行っ
て一条の加工を行う際に、一条の加工途中では、前記加
工ヘッドの位置を一定に保つことを特徴とする加工方
法。
10. The machining method according to claim 9, wherein when the machining head is positioned with respect to the machining table to perform one-row machining, the position of the machining head is kept constant during the one-row machining. A processing method characterized by maintaining.
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